PENGGUNAAN DAN PERAWATAN ALAT (UKUR) ELEKTRIK Bersama : Sumarna Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY

Fakta dan Realita Pada kesehariannya, disadari ataupun tidak, orang selalu berurusan dengan pembandingan, lebih khusus lagi adalah pengukuran. Karena pengukuran adalah proses pembadingan.

Elemen Pengukuran : Besaran / kuantitas yang diukur, Alat ukur, dan Satuan pembanding.

Dasar pemikiran : Pengguna yang baik adalah perawat yang baik. Perawat yang baik adalah pengguna yang baik. Memahami cara kerja alat adalah kesempurnaan untuk menjadi pengguna dan perawat yang baik. Salah satu aspek manajemen alat adalah penggunaan dan perawatannya

Tujuan utama perawatan alat antara lain : Memperpanjang masa pakai alat (mencegah kerusakan/preventif), terutama bila dilihat dari aspek biaya di mana harga pembelian jauh lebih mahal daripada biaya perawatan. Menjamin alat selalu siap digunakan secara optimal untuk mendukung kegiatan kerja (kesiapan operasional). Menjamin keselamatan (alat dan penggunanya).

Alat ukur (measuring tool) merupakan piranti untuk mengetahui kuantitas (nilai) suatu besaran ataupun untuk menguji keadaan/kondisi (kualitas) suatu sistem (komponen). Alat ukur yang sering digunakan terdiri atas : Alat ukur mekanik. Alat ukur elektrik (listrik) yang direalisasikan secara elektronis.

Alat Ukur Mekanik Elektrik Umum Spesifik Meteran/Mistar Mikrometer Jangka Sorong Busur Derajat Barometer Dial-Meter Hidrometer Feeler Gauge, dll. Umum Spesifik Multimeter (AVO-meter) Osiloskop (CRO) VU-meter Termometer Elektronik Luxmeter Sound Level Meter Frequency-meter USG ECG FTIR, dll.

Unsur dasar piranti elektronik Sumber Daya : Baterei, Aki Catu Daya DC AC-Outlet Sel Surya Piranti Masukan : Saklar Sensor (Mic, Phototransistor, Photodiode, LDR, Strain gauge, Thermistor) K eyboard Generator Antena Penerima Piranti Keluaran : Speaker, Buzzer Solenoid Motor (DC, AC, Stepper, Servo) Antena Pemancar LED, LCD, 7-segment Lampu Tabung cahaya (CRT) Simpangan jarum Komponen dan Rangkaian : Komponen (pasif, aktif) Rangkaian (pasif, diskret, digital, terintegrasi) Semua yang di atas menuju : Komputer, Robot, Data Logger, HP, Iphon, Gadget

Pengukuran yang baik : Mendapatkan hasil yang benar secara aman. Hasil yang benar adalah akurat, sahih (valid), dan reliabel. Aman bermakna selamat bagi pengukur dan alat (tidak rusak).

Kecenderungan Alat Ukur : Alat ukur yang banyak digunakan (diproduksi) adalah berupa elektronik. Kecenderungan alat ukur elektronik adalah : Digital, Otomatis, Spesifik.

Pengukuran Listrik Besaran yang paling sering diukur adalah tegangan. Bagian awal dari alat ukur listrik adalah mikro-ampere-meter (μ-m) yang berupa pengukur arus dengan skala penuh berorde μA. μ-m berperan sebagai sensor. μ-m tersebut memiliki hamabatan-dalam Rm

μ-m tersebut dengan skala penuh Im Rm Amperemeter dc : μ-m tersebut dengan skala penuh Im Jika arus yang akan diukur Ix = n Im, maka harus dipasang shunt, sbb : μ-m Rm Rsh Im Ix ( Ix – Im )

Dengan (Ix – Im) Rsh = Im Rm dan Ix = n Im maka dapat diperoleh Rsh = Rm Tahanan Shunt (Rsh) harus lebih kecil (daya besar) dari pada hambatan-dalam (Rm) dari μ-m Rsh selalu dipasang paralel terhadap Rm

Model konfigurasi Shunt untuk banyak skala penuh (batas ukur) : Rm + Im Ix ( Ix – Im ) Rsh1 Rsh2 Rsh3 Rsh4 _

Model Ayrton : μ-m Im Rm Ix _ Rsh3 Rsh4 ( Ix – Im ) Rsh1 Rsh2 10 A 5 A + 2 A Ix 1 A

Harus selalu diingat dalam penggunaan amperemeter dc Jangan menghubungkan ammeter dengan dua kutub sumber ggl secara langsung, karena hambatan-dalam sumber sangat kecil. Gunakan batas ukur yang terbesar lebih dulu, baru diturunkan sesuai keperluan. Selalu perhatikan polaritas ammeter. Sentuhkan dahulu sebelum dipasang dengan mantap.

Voltmeter dc : Jika digunakan untuk mengukur tegangan dc, maka pada μ-m dipasang tahanan-depan (Rd) secara seri. μ-m Rm Rd Im Vm Vx = n Vm

Tentu saja Vm = Im Rm Vx = Im (Rd + Rm ) diperoleh Rd = (n – 1) Rm Jika diperhatikan (Rd + Rm ) Ω 1 Vx V Im = = = konstan

Konfigurasi hambatan-depan : Rm Rd1 20 V 1 V 5 V 10 V Rd2 Rd3 Rd4

Konfigurasi lain : μ-m Rm Rd1 20 V 1 V 5 V 10 V Rd2 Rd3 Rd4

Kesalahan Pembebanan : Tegangan yang terbaca selalu lebih kecil dari pada tegangan yang sebenarnya, karena voltmeter (alat ukur pada umumnya) selalu mengambil sebagian daya dari sistem yang diukur hingga menimbulkan kesalahan ukur (loading error).

Dalam kenyataannya, sumber-sumber tegangan (sumber ggl) seperti baterei dan aki hanya memiliki hambatan-dalam sumber yang jauh lebih kecil dari pada hambatan-dalam voltmeter, sehingga secara praktis tegangan terbaca sama dengan tegangan sebenarnya.

Ohmmeter : Konfigurasi dasar Ohmmeter R1 E Im μ-m Rm Rx RAdj _ + B A

Jika ujung A dan B dihubung-singkatkan, arus yang melewati μ-m maksimum. Jarum penunjuk menyimpang maksimum ke kanan. Jika ujung A dab B terbuka, tidak ada arus yang mengalir melalui μ-m, maka jarum penunjuk tidak menyimpang (tetap di sebelah kiri). Jika ujung A dan B dihubungkan ke ujung-ujung bahan resistif, jarum menyimpang yang besarnya tergantung hambatan bahan tersebut.

Konfigurasi Ohmmeter dalam Multimeter Rm R x 10 hitam E R3 R4 R2 R5 R6 R7 RAdj R x 1k R x 1 R x 100 merah _ + A B

Sebelum digunakan untuk mengukur suatu tahanan, ujung A dan B dihubung-singkatkan dulu dan RAdj diatur agar arus yang melewati μ-m (Im) maksimum (dikalibrasi). Ohmmeter memerlukan baterei, jika baterei lemah, jarum tidak dapat menunjuk nol dengan mengatur RAdj.